第十二章第五节动物的节律行为

　　教学设计一

　　教学目的
　　1．使学生了解动物节律行为的概念和生物学意义。
　　2．了解昼夜节律、季节节律和潮汐节律的概念，以及主要节律行为的分类。
　　3．了解动物体内生物钟的概念。
　　教学重点
　　1．动物节律行为的概念。
　　2．动物昼夜节律、季节节律、潮汐节律的概念。
　　3．动物体内生物钟的概念。
　　教学难点
　　1．潮汐节律的概念。
　　2．生物钟的概念。
　　教学方法
　　讲述法结合谈话法。
　　教学准备
　　蝶和蛾昼夜节律实验装置。
　　教法建议
　　学生虽然对一般动物的节律行为有些感性认识，但缺乏系统地理解。因此，在解决难点时，教师应在课前做些更深入细致地准备。可在学生现有的自然科学知识水平和一般感性认识的基础上，配合直观教具，逐步深化，突破难点。
　　没有到过海边的学生，对海洋的潮汐现象不甚了解，了解潮汐现象的学生也不一定了解潮汐的规律。因此，学生理解海洋动物的潮汐规律更感困难。这就需要从日、地、月的运行规律讲起，还要涉及到万有引力的常识。学生对潮汐现象及最基本的规律了解后，对动物的潮汐节律行为也就容易了解了。潮汐现象不是生物课的重点内容，使学生一般了解便可，不必占用过多时间。
　　生物钟的概念比较抽象，也是学生感到生疏的内容。在讲述动物的昼夜节律、季节节律和潮汐节律的基础上，说明动物的一切行为都是与环境相适应的，由于环境中年、月、日的变化有节律性，生命活动必然也会具有节律性。这种节律性像钟表一样，按照一定周期重复出现，时间很准确，但也可以延迟或提前，就像钟表一样。生命活动的节律在生物学中称＂生物钟＂，这只是一种比喻，应该使学生明白，动物的体内存在着类似钟表结构的器官，由它可以调节生物生命活动的内在节奏性。还应向学生讲明生物钟在生物界广泛存在，每一种生物的生命活动都能反映出来。
　　讲述动物的昼夜节律时可以演示一个实验：捕捉活的蝶和蛾各5只，1只蝶和1只蛾放入一个纸盒中为一组，共5组。讲课时相继打开每个盒盖，蝶应立即飞出，蛾应无活动。以此说明，在正常的情况下，蝶类的生活节律是夜伏昼出，蛾是昼伏夜出。
　　教学过程
　　复习提问：
　　1．哪些动物有社群行为？与单独生活的动物有什么不同的特点。
　　2．什么是动物的语言，举例加以说明。
　　讲授新课：
　　引言：日、月、星球都在运动。地球因自转一天分为白昼和黑夜；由于公转一年分成春夏秋冬四个季节。广阔的海平面总是在起伏动荡，潮水的涨落周而复始地进行。几亿年来，动物就生活在这样的环境中，随着地球、月亮、太阳运行的往复变比，逐渐形成一些周期性的行为，在一天中、一月中或一年中重复出现。动物的这种周期性出现的行为，叫动物的节律行为。
　　一、昼夜节律
　　教师：人一天的活动有没有节律？
　　学生：有、白天活动，夜间休息，一日三餐。
　　教师：动物也是这样，大部分动物不是昼夜都在不停地活动，有的白天活动，有的夜间活动，有的是早晨和黄昏时活动。根据昼夜活动不同的习性，可以分为夜行性动物和昼行性动物。请学生讲一讲自己知道有哪几种夜行性动物。
　　学生：夜行性动物有老鼠、猫、猫头鹰、蝙蝠等。
　　教师：空中既然有飞翔的蝙蝠，这时的空中是不是还应该有其他动物在活动？
　　学生：应该有大量的昆虫在飞舞。
　　教师：大部分两栖动物、爬行动物，一部分哺乳动物、昆虫和少数鸟类属于夜行性动物。大多数鸟类、一部分哺乳动物、昆虫及少数两栖动物、爬行动物属于昼行性动物。有些动物，如许多种鸟类在拂晓和黄昏时活动，也有一些动物的活动没有昼夜的区分。
　　演示实验：蝶和蛾的昼夜节律。
　　这里有5个硬纸盒，每个盒里放着1只蝴蝶和1只蛾子。蝶类一般是夜伏昼出，蛾类一般是昼伏夜出。现在打开盒盖，看看它们的活动情况。
　　相继打开5个盒盖。应该5个盒中的蝴蝶全部飞出，蛾子全部不飞出。如果有的蛾子也飞出，教师可向学生解释这是动物的防御行为，不是节律行为。可引导学生观察蝴蝶和蛾子各飞到什么地方去了，是飞出去活动还是藏匿起来了。
　　二、季节节律
　　以上学习的内容和看到的现象就是动物的昼夜节律。有些动物的活动随着季节的变化而出现周期性的行为，这叫季节节律。请同学们举几个实例，说明动物的季节节律。
　　学生：每年的初夏布谷鸟便叫了。秋季，许多鸟飞到南方过冬，明年再飞回北方。
　　教师：这说的是鸟类的迁徙。除去鸟类的迁徙外，还有什么动物的行为也是随着季节发生周期性的变化？
　　学生：蛙、蛇的冬眠，鱼的洄游。
　　教师：结合教材说一说大雁一年两次在什么时候迁徙，飞到什么地方，飞去干什么？
　　学生：每年秋季到来时，大雁便从北方飞向南方去过冬。第二年春又从南方飞回北方，进行繁殖。
　　教师：鸟类随着季节的不同而变更生活地区的习性，就是鸟类的迁徙行为，有迁徙行为的鸟叫候鸟。如家燕、杜鹃（布谷鸟）、天鹅、丹顶鹤等都是候鸟。候鸟的迁徙和树木的发芽、开花一样，时间较为固定，每年前后相差不了几天。像鸟类的这种季节节律行为，在许多其他动物也都存在，如海洋鱼类的洄游，温带和寒带蛙、蛇、蝙蝠、刺猬、土拨鼠（旱獭）的冬眠。有些动物只有在一定季节才发情、交配、产卵、育幼，这都属于节律行为。
　　三、潮汐节律
　　动物除随着昼夜、季节的变化发生节律行为外，还可以随着海水的涨落发生潮汐节律。到过海边的同学都知道，茫茫大海不但有永不休止的波涛起伏，一天之中，一月之中海平面都在有规律地起伏着。海面上升，海水向岸边涌来，叫涨潮；海面下降，海水退去，叫退潮。潮汐就是海平面这种有规律的起伏变化。很多海洋生物的活动与潮水涨落的变化相适应。这种行为叫潮汐节律行为。
　　海滩上生活着一种招潮蟹，雄性个体右边的螯肢特别大，像是拉提琴的姿势，也叫提琴蟹。落潮时，在海滩上寻找食物，海水再次上涨前10分钟便藏进洞穴中。潮汐现象有个规律，每天的涨潮、落潮总比前次晚来50分钟，招潮蟹出来活动和钻入洞穴中，每天也都推迟50分钟。有人曾经作过一个这样的实验：把这种小蟹转移到没有潮汐更迭的环境中，既看不见海水，也听不见海浪，但它们仍然按照原来的时间钻入洞穴和出来活动，而且每次活动都比的一次推迟50分钟。
　　除招潮蟹外，其他海洋生物有些也有潮汐节律行为。例如，牡蛎、蛤蜊在涨潮时张开贝壳在水小觅食，落潮时闭上贝壳静止不动。有些珊瑚、海生环节动物和一些鱼类，在海水达到高潮时才产卵。
　　四、生物钟
　　上面我们讲过的这些动物，它们的行为和生理活动为什么在时间上会与环境中的昼夜交替、四季更迭、潮涨潮落相呼应呢？公鸡在黎明前啼叫，招潮蟹在涨潮前钻入洞穴，大雁在秋季准时迁徙，旱獭准时进入冬眠。除动物外，许多开花植物也有在一定的时间内开花的现象。以上种种事实表明，生物的生命活动存在着节律性。这种节律是一种复杂的生理活动，是生物体内化学物质变化的结果。这种节律像是有一个钟表在指示着时间，生物学家就把这种现象叫生物钟。
　　钟表可以拨快或拨慢，生物钟能不能加以调节呢？生物学家用蟑螂做了一个实验。蟑螂是一种昼伏夜出的昆虫，傍晚最活跃。把蟑螂放在实验室特制的箱子里，人为地用灯光把白天和黑夜颠倒，大约经过1周，蟑螂就在人造的＂黑夜＂里活动，这时室外实际是白天，这样等于把蟑螂体内的生物钟拨慢了12小时。这个实验说明，外界环境的周期性因素可以影响生物体内生物钟的节律。
　　动物在生活中表现出来的种种节律行为都是生物钟在起着调节作用，这是动物长期生活在光照、温度或海水发生周期性变化的环境中，适应这种节律变化的结果。节律行为对于动物获得食物和适宜的生活环境，对于繁殖和躲避不良的生活条件等都有积极的意义。人们掌握了动物的节律行为，可以更有效地保护和利用有益的动物，限制和防除有害动物。
　　小结：这一节我们学习了动物的节律行为。节律行为是动物随着地球、太阳、月亮周期性变化，逐渐形成的许多周期性的、有节律的行为。动物表现最多的是昼夜节律、季节节律和潮汐节律。节律行为受生物钟的调节，是动物长期适应自然生活环境的结果。可通过下面两个题目来检查学生的了解程度：
　　1．什么是昼夜节律行为和季节节律行为，举例说明。
　　2．招潮蟹每天推迟50分钟出洞寻食和进洞藏匿，这属于哪一种动物行为。